信息型智能包裝在汽車零部件物流配送中的應用研究

韋曉麗

摘 要：汽車的生產過程中，零部件的配送是汽車生產物流能夠持續運作的重要環節，而配送活動中均有包裝的參與，包裝技術影響著配送活動的效率、成本和管理水平。本文結合汽車零部件物流配送的三種主要作業形式，將RFID技術與工業包裝相結合，形成信息型智能包裝技術，探索與分析智能包裝在配送活動中的應用方式，提升汽車制造的智能化水平。

關鍵詞：汽車物流配送 智能包裝 RFID

1 引言

汽車制造結構復雜，零部件種類繁多，技術復雜度較高，汽車零部件的配送環節是汽車生產物流系統能夠正常運作的關鍵。在汽車零部件各種配送活動中均有包裝的參與，不同的包裝技術影響著整體的配送整體管理效率。將信息技術應用于制造業的工業包裝中，形成信息型智能包裝，能夠在物流配送環節減少作業時間、降低風險、提升汽車工業物流的管理效率，實現資源的優化配置。本文從對信息識別智能包裝技術應用的角度，探索與分析智能包裝在汽車零部件三種物流配送的應用策略。

2 智能包裝的定義與分類

在20世紀70年代，國外就有“智能化”的提法，如當時的智能化機器人，智能化建筑等，而世界上第一次關于“智能包裝”的定義闡述，是在1992年英國倫敦召開的世界第一次智能包裝國際會議上，定義闡述如下：在一個包裝、一個產品或產品與包裝的組合中，有一個集成化組件或一項固有特性，通過此組件或特性把符合特定要求的智能產品賦予產品包裝的功能中，或體現在產品本身的使用中[1]。目前智能包裝主要分為功能材料型、功能結構型及信息型這三種類型[2]。

2.1 功能材料型智能包裝

主要通過應用具有某種特殊功能的新型智能包裝材料，改善和增加包裝的功能，以達到和完成某種特定目的的一類新型智能包裝[3]。目前主要研究集中在變色材料、發光材料、智能水凝膠材料、活性材料等。這些材料主要是對光照、溫度、濕度等變化較為敏感，可以智能識別和指示包裝內微空間的變化，實現包裝智能“識別”與“判斷”

功能[4]。

2.2 功能結構型智能包裝

主要從構造方面增強智能功效，實現自動報警和升高或降低包裝內部溫度。在2002年，美國自冷罐有限公司（CHILLCANN·V·F）推出具有自冷、自熱飲料罐的專利技術。Gravity Tray的制造商設計了一款適用于肉類、果蔬、海產品的托盤包裝，通過將新鮮的肉類蔬果與其所產生的液體進行分離，可有效延長食品的保質期并保持新鮮度[5]。

2.3 信息型智能包裝

能準確記錄并反饋包裝系統及內裝物內在品質和生產、儲存、運輸過程信息的新型包裝技術，是最有發展活力和前景的包裝技術之一。隨著互聯網技術的發展，信息識別智能包裝技術從一維碼、二維碼識別技術，發展到多維碼、RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）、NFC（Near Field Communication，近距離無線通訊）、EPC技術（Electronic Product Code，電子產品編碼），正向高級智能包裝階段邁進。信息型智能包裝技術也不斷在改進，如安德烈·海姆研發制造的石墨烯電子標簽，提高了電子標簽性能、壽命上的優勢[2]。

2.4 RFID技術信息型智能包裝

RFID技術信息型智能包裝已廣泛應用在產品溯源、智能物流、智慧倉儲等場景中，并呈逐年上升趨勢。這種技術利用RFID電子標簽的防水、耐高溫和強大存儲功能，與工業包裝相結合，能夠更好地適應生產制造環境。通過將RFID技術應用于工業包裝中，可以滿足生產制造物流配送各環節對信息處理的需求，實現物流過程的高效管理和準確追溯。這種整合為企業提供了更強大的工具和技術支持，助力企業提高物流效率和降低成本。

3 汽車生產物流

汽車行業的生產物流主要是指在汽車制造過程中，將汽車零部件從各個車間、倉庫運送到裝配生產線的過程，包含了運輸、裝卸搬運、存儲、分揀、排序、配送等過程。在汽車生產物流配送活動中，比較有代表性的配送方式是物料拉動配送、排序配送、SPS配送。

（1）物料拉動配送。主要應用于需求數量與品種較為穩定的中小型零部件的配送，主要采用看板工具來進行后工序向前工序發布需求指令，將必需的產品、在必需的時間、按必需的數量配送到指定地點。

（2）排序配送。主要是解決混型生產時中大型零部件的配送。對于線邊空間有限，無法在線旁放置所有品種型號的大型零部件，因此，對于有多種型號的大型零部件，可按照生產線車型的裝配順序擺放零部件，并根據車型生產順序配送到主線上的配送方式。

（3）SPS（Sequence and Picking System）配送。主要是用于中小型零部件的配套分揀配送，是在生產線上按照裝配順序隨車供應零部件的一種配送方式，主要應用于混型生產的中小型零部件的配送。SPS配送方式相當于將操作員從分揀的作業中分離出來，操作人員只需要在隨車的SPS料架上拿取需要裝配的零部件進行裝配即可，減少了對零部件區分、尋找等工作，并降低錯裝的風險。

在這些配送過程中，都會有包裝的參與。汽車生產制造過程工序復雜，如何提高物流配送效率，降低管理成本，成為汽車生產物流發展必須面臨的考驗。因此，可結合智能包裝技術來解決取料過程中的識別、尋找等問題，降低配送作業的復雜性，提高生產物流效率[6]。

4 信息型智能包裝在汽車生產物流中的應用探索

隨著信息技術的發展，信息型智能包裝技術得到快速發展，通過將信息技術融入到包裝技術里，可以在產品的生產制造過程中實現追溯與分析。RFID信息型智能包裝在汽車制造業的生產和配送環節中，可用于全程管控、追溯、分析和反饋物流狀態，提高物流效率和準確性。

4.1 RFID智能包裝在物料拉動配送的應用

在汽車零部件的物料拉動配送活動中，傳統的技術手段主要是采用手工看板系統。然而，手工看板存在看板卡丟失、損壞或位置不當等問題。為了解決這些問題，RFID技術被應用于零部件的包裝載具中，并賦予了包裝載具“看板”功能，有效地解決了上述問題。如圖1所示，通過掃描載具或使用讀寫設備，可以讀取物料的消耗情況。通過設置物料的最低庫存值，當庫存降至該值以下時，會觸發拉動信號并傳遞到配送中心，從而進行物料的分揀和配送作業，系統能夠快速讀取信息并提供防錯功能。采用RFID技術的信息型智能包裝的物料拉動配送方式，倉儲可以提前準備物料，而物料配送人員可以實時掌握配送信息，從而提高配送效率，減少由于信息延誤而導致的物料短缺問題。同時，這種方式有利于對采用拉動配送的汽車零部件進行數據分析。結合大數據分析技術，可以進一步優化和預測物料的最低庫存和安全庫存，傳遞準確的看板運作周期信息，降低庫存浪費，從而為企業節約成本。通過RFID智能包裝的物料拉動配送，不僅提高了物流效率和準確性，還為企業提供了更好的數據分析和庫存管理能力。這種技術的應用不僅在汽車零部件配送中具有重要意義，還可以推廣到其他領域的物流和供應鏈管理中，為企業創造更大的競爭優勢。

4.2 RFID智能包裝在排序配送的應用

在汽車零部件的擺放和排序配送過程中，需要考慮與生產計劃的匹配，并確保物料的包裝載具能夠方便地進行排序、辨識和拿取。傳統的排序配送方式通常通過料架按照預定順序擺放物料，但存在錯放或誤放的潛在問題。為了解決這些問題，可以將RFID技術應用于排序包裝中，以實時匹配生產計劃。如圖2所示，將裝配計劃與包裝載具相關聯，形成排序指令，以此準確根據裝配計劃揀選物料，并通過讀取設備在緩存區的信息進行準確的配送管理。將裝有RFID電子標簽的料架與物料相對應，進行物料的分揀和配送作業，從而避免在排序配送過程中因計劃調整而導致的錯漏情況。另一方面，由于排序配送的零部件通常為中大型物料，在整車裝配過程中，節拍相對固定。因此，可以為單個零部件使用電子標簽，借鑒無人超市的應用場景，在裝配過程中應用RFID智能包裝來實現“防錯”功能。通過感應料架上的零部件使用情況，可以判斷零部件的裝配時間、順序和型號是否正確，從而提高排序配送在裝配過程中的準確性。RFID智能包裝的應用可以實現實時的物料追蹤和信息交互，提供裝配過程中的實時監控和防錯功能。這種技術不僅能夠提高排序配送的準確性和效率，還可以減少因錯誤裝配而帶來的返工和修正成本。通過RFID技術的支持，汽車零部件的排序配送可以更加精準、高效，從而提升整體生產效率，降低生產成本，并為企業創造更大的競爭優勢。

4.3 RFID智能包裝在SPS配送方式的應用

配送方式中，揀選環節是最核心的組成部分。自動分揀系統根據生產計劃訂單、生產節拍和BOM（Bill of Materials）信息，自動提示需要揀選的物料，并將它們放置在SPS的組合包裝料架上。雖然在揀選過程中有揀選系統的亮燈提示，但仍可能存在無效按燈、漏揀、多揀等情況。目前可以采用語音方式進行解決，但語音系統無法對揀選物料的正確性進行驗證。為了解決這個問題，可以將RFID智能包裝技術應用于SPS的組合包裝中，與自動分揀系統相結合，實現對物料揀選的雙向驗證。如圖3所示，通過在每個物料包裝上附加RFID電子標簽，并與自動分揀系統進行聯動，可以確保在揀選過程中每個物料的準確性。系統可以實時讀取RFID標簽的信息，并與揀選任務進行比對，確保物料的正確揀選。在隨車配送上線環節，RFID智能包裝也能發揮重要作用。它可以在隨車上線和使用的過程中實時反饋物料的使用信息，避免出現物料缺料、錯裝或漏裝等情況。此外，RFID智能包裝還可以與AGV（Automated Guided Vehicle）牽引系統配合使用，按照正確的順序將SPS的組合包裝進行配送上線，確保物料的順序正確性和配送準確性。通過應用RFID智能包裝技術，可以提高SPS配送方式的準確性、效率和可靠性。這種技術不僅能夠降低揀選過程中的錯誤率，還能優化物料的配送流程，減少人為干預和潛在的人為錯誤。最終，它將提升物流配送的整體質量和效益，為企業創造更大的競爭優勢。

4.4 信息型智能包裝在工業物流應用與推廣的必要性

在汽車零部件的物流配送過程中，通過采用RFID技術的信息型智能包裝，能夠顯著提高物流配送作業的效率，減少尋找物料和不良搬運等浪費。同時也有利于數據收集與信息處理，發現物流配送過程中的潛在問題和瓶頸，為優化物流配送頻率、庫存設置和資源配置等提供有效的數據支持。隨著汽車智能化的不斷發展，制造業的智能化倉儲管理已經廣泛應用，并且配送環節也在向智能化、聯網化和共享化方向發展[7]。信息型智能包裝技術將為汽車制造業帶來更高效、準確和可靠的物流配送體系，推動汽車制造業向智能化發展。

5 結語

綜上所述，在汽車工業的生產物流中，可結合配送的包裝形式和作業形式，融入RFID智能包裝技術模塊，可以較好的解決物料拉動配送、排序配送、SPS配送過程，可全面提升汽車零部件生產物流中配送管理水平，并逐步拓展對汽車制造過程和整個周期中的有效管控，并能夠提供數據挖掘信息資料，實現資源的優化配置，為汽車制造的智能化發展提供助力。

課題項目：廣西中青年教師基礎能力提升項目“廣西汽車工業智能包裝現狀與策略研究”（項目編號：2020KY31026）。

參考文獻：

[1]張正民.我國智能包裝應用現狀與發展趨勢[J].現代商貿工業，2016，14：45-46.

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[4]石巖.藥品包裝上的防偽識別標志及智能防偽技術[J].包裝工程，2018，39（11）：1-5.

[5]智文英.自冷自熱飲料罐技術前途無量[J].包裝世界，2003，3：40.

[6]江支柱.汽車精益智能物流系統實務[M].天津：機械工業出版社，2018.105-114.

[7]王雪檸，翟媛，陳顥.“十四五”時期我國汽車產業發展趨勢簡析[J].汽車工業研究，2021，04：2-7.